近收获期茉莉酸甲酯处理提升香樟精油产量及柠檬醛含量的机制研究

本研究针对香樟(Camphora officinarum)精油中柠檬醛(citral)天然含量低的问题，通过梯度浓度(0-500 μmol/L)茉莉酸甲酯(MeJA)叶面喷施处理，系统评估了其对植株生长、油细胞形态及精油成分的影响。研究发现100-250 μmol/L MeJA处理能显著增加生物量(31.5 g/株)、扩大油细胞直径(11.83%)并提升柠檬醛含量(3.6%)，使精油总产量提高15.46%，为芳香植物品质调控提供了安全高效的农艺策略。

　　

在天然香料和药用植物领域，香樟(Camphora officinarum)因其枝叶富含的柠檬醛(citral)而具有重要经济价值。这种单萜类化合物(monoterpenoid)由橙花醛(neral)和香叶醛(geranial)构成，具有抗菌、杀线虫和抗氧化活性，广泛应用于食品、医药和化妆品行业。然而，自然界中柠檬醛含量普遍偏低，传统栽培方法难以满足工业化生产需求。更棘手的是，香樟存在化学多型性(chemotype polymorphism)，包括芳樟醇型、樟脑型等5种类型，其中柠檬醛型虽最具开发潜力，但其精油提取率和有效成分稳定性仍待提升。

为破解这一产业瓶颈，Qingyan Ling团队在《Plant Growth Regulation》发表研究，创新性地采用茉莉酸甲酯(methyl jasmonate, MeJA)这一安全诱导剂进行近收获期处理。这种源于植物自身的信号分子已被证实能激活次生代谢途径，但在香樟中的田间应用效果尚未明确。研究通过多维度分析，首次揭示了MeJA对柠檬醛型香樟"生长-生理-代谢"的级联调控机制。

研究采用梯度浓度MeJA(0/100/250/500 μmol/L)处理3年生扦插苗，通过超临界CO₂提取精油，结合GC-MS分析成分。关键发现包括：M100处理显著促进株高增长和生物量积累；M250处理诱导油细胞结构重塑，直径扩大伴随密度增加；生理指标显示抗氧化酶(CAT/POD/SOD)呈现先升后降的应激响应模式；代谢重编程使柠檬醛含量提升至77.31%，同时抑制了香茅醛(citronellal)转化通路。

形态指标

通过便携式叶面积仪和生物量测定发现，100 μmol/L MeJA使植株总生物量达31.5 g/株，较对照提升16.4%。这种生长促进效应可能与MeJA激活初级代谢有关，为次生代谢物合成提供了物质基础。

生理指标

抗氧化酶活性测定显示典型"钟形曲线"：SOD在M250处理16天时活性峰值达对照的2.3倍，但持续处理31天后回落。这种动态平衡说明植物通过阶段性激活ROS清除系统应对MeJA诱导的氧化压力。

油细胞形态

显微观测发现M250处理使油细胞直径增加18.7%，密度提升22.5%。这种结构改良直接关联精油产量提升，单位鲜叶精油得率提高11.83%，印证了"油细胞发育-精油积累"的正相关关系。

精油成分

GC-MS分析鉴定出36种成分，M250处理使柠檬醛(neral+geranial)占比达77.31%，且香叶醛/橙花醛比值升至1.45。值得注意的是，香茅醛含量降低41%，表明MeJA可能抑制醛酮还原酶活性，阻断柠檬醛向香茅醛转化。

生产应用

PCA分析确认100-250 μmol/L为最佳诱导浓度，使单株精油总产量提升15.46%。相比之下，500 μmol/L引发严重渗透胁迫，导致电导率(σ)激增2.8倍，实际应用需避免此浓度阈值。

该研究首次建立香樟"MeJA浓度-油细胞形态-精油品质"的量化关系，为芳香植物栽培提供三方面创新价值：一是确立采收前31天为关键处理窗口期；二是阐明适度胁迫(100-250 μmol/L)可激活单萜合成而不损害生长的平衡点；三是开发出不含化学残留的品质提升方案。这些发现不仅适用于香樟，对唇形科、芸香科等精油植物的精准调控也有重要借鉴意义。未来研究可结合转录组学，深入解析MeJA调控柠檬醛合成关键基因(如GPP.SSU1)的分子机制。